-
Die
Erfindung betrifft einen Hochdruck-Einspritzinjektor für Brennkraftmaschinen
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
-
Einspritzinjektoren
der vorgenannten Art sind aus der
EP 1 208 297 B1 bekannt. Axial gegenüberliegend
zum einspritzseitigen, die über
die Düsennadel übersteuerten
Einspritzöffnungen
enthaltenden Ende ist der lang gestreckte Einspritzinjektor mit
einem Aktor versehen, und im längsmittleren
Bereich dazwischen liegend mit einem Steuerventil, das eine Verbindung
zur Hochdruckseite und zur Niederdruckseite aufweist und über das
bei Anschluss an die Hochdruckseite ein rückseitig zur Düsennadel
liegender Steuerraum hochdruckbeaufschlagt und die Düsennadel
in Richtung auf ihre Schließlage
belastet ist. Wird der Steuerraum mit der Niederdruckseite verbunden,
so wird die Düsennadel
aufgrund der Druckbeaufschlagung ihrer im Bereich ihres einspritzseitigen
Endes liegenden Druckschulter in ihre Öffnungslage angehoben. In der
Verbindung zwischen Steuerventil und Aktor liegt eine lang gestreckte
Steuerstange, deren Länge
einem Vielfachen ihrer Dicke entspricht und die ihrerseits in einer
zwischen Aktor und Steuerventil verlaufenden Buchse geführt ist,
welche zusammen mit der Steuerstange eine in das Ventilgehäuse eingesetzte
Baueinheit bildet. Die Vielzahl der erforderlichen Passungen, die
Bearbeitungstoleranzen und neben weiteren Faktoren auch montage-
und temperaturbedingte Verspannungen machen sich – trotz
der langen und dünnen,
in Berücksichtigung
der zu übertragenden
Druckkräfte möglichst
schlanken Steuerstange und deren dadurch bedingter Anpassungsfähigkeit – nachteilig
bemerkbar, wobei insbesondere auch die Einleitung der Stellkräfte über den
Aktor kritisch ist. Deshalb ist die Steuerstange im Übergang
auf den Aktor mit einem separaten und separat geführten Kopfteil
versehen. Durch die Zusammensetzung der Steuerstange aus dem Kopfteil
und dem Stangenteil bei zur Stellrichtung quer liegenden Stützflächen an
Kopfteil und Stangenteil können
Winkel- und Desachsierungsfehler weitgehend ausgeglichen werden.
Allerdings bedingt die Aufnahme der Steuerstange in einer gesonderten
Montagehülse
auch einen Bauraumbedarf, der zur bei Brennkraftmaschinen gegebenen
Forderung nach möglichst
schlanken und raumsparenden Einspritzinjektoren in einem gewissen
Widerspruch steht.
-
Bei
einem im Grundaufbau ähnlichen
Einspritzinjektor gemäß der
EP 1 347 168 B1 mit
einer ebenfalls sehr langen und dünnen, stricknadelartigen Steuerstange
werden die durch Fertigungstoleranzen bedingten sowie montage- und
temperaturbedingt auftretenden Verspannungen dadurch reduziert,
dass die die Steuerstange führend
aufnehmende und ihrerseits in einer Bohrung des Injektorgehäuses aufgenommene
Montagebuchse axial zum Gehäuse über eine
Stützhülse abgestützt ist,
die im verspannten Zustand komprimiert ist und bei der der plastische
und der elastische Verformungsbereich zum Ausgleich von Verspannungen
nutzbar ist. Ungeachtet der dadurch erreichbaren Reduzierung der Werkstoffbelastungen
ergibt sich in Anbetracht der bei Hochdruck-Einspritzinjektoren
zu beherrschenden hohen Drücke
und der arbeitsbedingt auftretenden Druckschwankungen mit noch höheren Spitzendrücken ein
massiver Aufbau des Injektors mit entsprechendem Bauraumbedarf.
-
Auch
die
DE 101 47 830
A1 zeigt einen Kraftstoffinjektor mit zwischen Aktor und
Steuerventil sich erstreckender, lang gestreckter und in einer Montagehülse geführten Steuerstange.
Die Montagehülse durchsetzt,
stirnseitig jeweils abdichtend, einen im Bereich zwischen Aktor
und Steuerventil liegenden Hohlraum, der einen in den Kraftstoffinjektor
integrierten Kraftstoff-Druckspeicher bildet und der im Kraftstoffzulauf
von der seitlich zum Gehäuse
liegenden Kraftstoffzuführung
zu den über
die Düsennadel gesteuerten
Einspritzöffnungen
liegt.
-
Die
Integration eines Druckspeichers in den Injektor ist auch aus der
EP 0 333 096 A2 bekannt. Der
Druckspeicher ist zwischen der auf die Einspritzöffnungen auslaufenden Düsennadel
und dem Steuerventil mit nachgeordnetem Aktor angeordnet und von
einer das Steuerventil mit der Düsennadel
verbindenden Steuerstange durchsetzt, die auf Seiten des Steuerventiles über eine
Abschlussplatte schwimmend in einem Zwischenstück des Gehäuses geführt ist, in dem rückseitig
zur Steuerstange der Steuerraum vorgesehen ist. Die verhältnismäßig massive
und den Hochdruckspeicherraum führungsfrei
durchsetzende Steuerstange ist über
eine umschließende
und gegen die Abdeckplatte abgestützte Feder in Richtung auf
die Schließlage
der Düsennadel
belastet.
-
Einen
im Grundaufbau ähnlichen
Hochdruck-Einspritzinjektor zeigt auch die
EP 0 228 578 B1 .
-
Ferner
ist aus der
EP 1 118
765 A2 ein Einspritzinjektor bekannt, der unterhalb der
Kraftstoffzuführung
auf den Injektor einen stiftartigen schlanken Gehäuseteil
aufweist, in dem die Düsennadel
mit einem Schaftteil, dessen Länge
ein Vielfaches seines Durchmessers ausmacht, in einer zentralen
Bohrung verläuft, über die
auch die Kraftstoffzufuhr zu den Einspritzöffnungen erfolgt, wobei die
Düsennadel auslaufend
auf die Einspritzöffnungen
im Düsenkörper geführt ist
und rückseitig über ihren
Schaftteil gegen einen Steuerkolben ausläuft, der eine Begrenzung des
Steuerraumes bildet. Die bei dieser Lösung sehr lange Düsennadel
kann in mehrere miteinander wirkverbundene, also aneinander angeschlossene Elemente
unterteilt sein und das Steuerventil ist über einen gegenüberliegend
zur Düsennadel
nahezu unmittelbar anschließenden
Aktor angesteuert, so dass Aktor und Steuerventil sowie auch die
Versorgungsanschlüsse
des Injektors in einem Kopfteil zusammengefasst sind, das im Vergleich
zu dem stiftartigen düsennadelseitigen
Teil des Injektors kurz baut. Durch die lang gestreckte, gegenüber dem
Kopfteil verjüngte
Bauweise des düsennadelseitigen
Teiles des Injektors, den ungeführten
Verlauf des Schaftes der Düsennadel
in der zentralen Bohrung des Gehäuses
sowie die über
die zentrale Bohrung verlaufende Kraftstoffzufuhr zu den Einspritzöffnungen
ergibt sich eine zwar herstellungsgünstige und leckagearme Bauform
mit für
den Einbau in Brennkraftmaschinen günstiger, schlanker Gestalt.
Diese ist aber für
einen Einsatz als Hochdruckinjektor, bei dem sich hohe, den Systemdruck
weit überschreitende
Druckspitzen ergeben, weniger geeignet.
-
Einen ähnlichen
Aufbau eines Einspritzinjektors zeigt auch die
EP 0 450 532 A1 .
-
Aus
der
EP 0 686 763 B1 ist
ein weiterer Einspritzinjektor bekannt, bei dem die Düsennadel
in Flucht zum Aktor liegt, zu dem das Steuerventil benachbart angeordnet
ist, dessen Steuerraum durch ein Kolbenteil einer mehrteiligen,
rückseitig
gegen die Düsennadel
abgestützten
Stangenverbindung begrenzt ist, die in einer zentralen Bohrung des
Gehäuses
verläuft.
Die Kraftstoffzufuhr zur Düsennadel erfolgt über eine
außermittige
Längsbohrung,
auf die im Zwischenbereich zwischen Dü sennadel und Steuerventil die
seitliche Kraftstoffzuführung
einmündet.
-
In
einer in der Verbindung eines Aktors eines Einspritzinjektors zu
einem Steuerventil liegenden drucksteifen Verbindung eine nach Art
eines Druckübersetzers
arbeitende hydraulische Kopplungseinrichtung zum Ausgleich von Längenänderungen
vorzusehen, ist aus der
DE
197 46 143 A1 bekannt. Die Kopplungseinrichtung umfasst
einen flüssigkeitsgefüllten, gehäuseumschlossenen
Kopplungsraum mit einander gegenüberliegenden,
gehäusegeführten Stellgliedern,
zwischen denen sich eine Flüssigkeitssäule erstreckt. Über diese
Flüssigkeitssäule als Drucksäule sind
die Stellglieder bei Druckbelastung gegeneinander abgestützt. Auftretende
Leckagen werden bei Zugbelastung der Stellglieder durch eine ventilgesteuerte
Verbindung des Kopplungsraumes zur Niederdruckseite ausgeglichen.
-
Aus
der
JP 11200977 AA ,
Patent Abstracts of Japan, ist ein Kraftstoff-Einspritzventil mit
zwischen dessen Aktor und dessen der Spritzöffnung zugeordnetem Schließkörper liegendem Übertragungsstempel
bekannt, der im Düsenkörper geführt ist
und den Schließkörper beaufschlagt.
Der Übertragungsstempel
ist längsgeteilt
und seine in Flucht liegenden Stempelteile begrenzen axial einen
vom Düsenkörper umschlossenen
Spaltraum. Dieser Spaltraum steht mit der hochdruckseitigen, auf
die Spritzöffnung
auslaufenden Kraftstoffzuführung über einen Drosselkanal
in Verbindung. Dadurch baut sich im Spaltraum ein in Abhängigkeit
von der Beaufschlagung des Übertragungsstempels
volumenveränderliches
Kraftstoffpolster auf, das beim Öffnen
und Schließen
des Ventils der Anschlagdämpfung
dient.
-
Ferner
ist aus der
US 3,777,977
A ein Einspritzinjektor bekannt, bei dem in der Injektorachse endseitig
einander gegen überliegend
die Einspritzdüse
mit sich in Richtung der Injektorachse erstreckender Düsennadel
und der rücklaufseitige
Versorgungsanschluss vorgesehen sind. Dazwischen liegt das Steuerventil
mit quer zur Injektorachse sich erstreckender Ventilachse und in
Richtung der Ventilachse sich erstreckender Stellstange des als
Magnetsteller ausgebildeten Aktors. Die Stellstange durchsetzt den
Wicklungsbereich des Magnetstellers in einer Führung und ist gegenüberliegend
zum Steuerventil mit der Ankerplatte des Magnetstellers verbunden.
Auf den die Ankerplatte aufnehmenden Ankerraum mündet der hochdruckseitige Versorgungsanschluss,
von dem aus über
den Ankerraum und die Führung
für die
Stellstange der Kraftstoff einem von der Stellstange durchsetzten
Verteilerraum zugeführt wird,
von dem die hochdruckseitigen Verbindungen zum Düsenraum und zur hochdruckseitig
beaufschlagten Steuerfläche
des Steuerventilkolbens ausgehen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hochdruck-Einspritzinjektor
der eingangs genannten Art dahingehend auszubilden, dass sich eine
erhöhte
Knickstabilität
seiner Steuerstange ergibt und dass der Injektor bei einfachem Aufbau
sowohl im Hinblick auf Fertigungs- und Montagetoleranzen wie auch
im Hinblick auf durch Einspannkräfte,
Druckbeaufschlagung und Temperaturschwankungen bedingte Abmessungsänderungen
unempfindlich ist.
-
Erreicht
wird dies mit den Merkmalen des Anspruches 1, demzufolge durch die
Aufteilung der Steuerstange und die im Stützweg der Steuerstange liegende
Fluidsäule
als Drucksäule
ein automatischer Ausgleich von Längenänderungen zu erreichen ist,
da die Fluidsäule
als hydraulisches Übertragungsglied
durch die gedrosselte Verbindung zum Aufnahmeraum, und damit zur
Hochdruckseite, ein an die jeweilige Stützlänge anpassendes Volumen darstellt.
Hierdurch werden nicht nur Längenände rungen
der Steuerstange relativ zu solchen des Injektorgehäuses ausgeglichen,
sondern es wird insbesondere auch die Montage vereinfacht, da die
notwendige Feinanpassung über
die hydraulische Übertragungsstrecke
zwischen den Steuerstangenteilen erfolgt.
-
Durch
die Aufteilung der Steuerstange in Stangenteile, die innerhalb eines
umschließenden Kopplungsstückes – also beispielsweise
einer Buchse – die
axial gegenüberliegenden
Begrenzungen eines Spaltraumes bilden und von denen zumindest eines
gegenüber
dem Kopplungsstück
axial verschieblich ist, ergibt sich ferner aufgrund der gedrosselten Verbindung
zum Aufnahmeraum, und damit zur Hochdruckseite, eine die Stangenteile
axial gegeneinander abstützende
Kraftstoffsäule,
die die Stangenteile entsprechend dem anliegenden Druck gegen ihre
einander gegenüberliegenden
Abstützungen
andrückt,
welche durch den Aktor und das Steuerventil gebildet sind. Abstandsänderungen
zwischen den Abstützungen
werden aufgrund der drosselnden Verbindung zum Aufnahmeraum durch nachfließenden Kraftstoff
ausgeglichen, und in entsprechender Weise auch Leckagen längs des
Stangenteiles oder der Stangenteile, die auf den Spaltraum auslaufen.
-
Ergänzend wird
durch die Integration eines Kraftstoff-Hochdruckspeichers in den Injektor die
Belastung des Injektors durch Druckspitzen, die weit über die
ohnehin hohen Systemdrücke
hinausreichen, reduziert, so dass sich geringere Verformungen des
Injektorgehäuses
ergeben und ein konstruktiv leichterer Aufbau des Injektors, insbesondere
des Injektorgehäuses
möglich
wird.
-
Zudem
ergibt sich aufgrund der unmittelbaren Anordnung der Steuerstange
im hochdruckseitig beaufschlagten, den Hochdruckspeicher bildenden Aufnahmeraum
in Verbindung mit der stricknadelartig dünnen, lang gestreckten Ausbildung
der Steuerstange bei im Nahbereich der Düsennadel, also in großem Abstand
zum Aktor, angeordnetem Steuerventil und über den Aufnahmeraum erfolgender Kraftstoffzufuhr
zur Düse
auch bei schlankem Gehäuse
ein bezogen auf das Bauvolumen des Einspritzinjektors großes Speichervolumen.
Dieses macht es möglich,
die Größe der Druckschwankungen
zu reduzieren, die sich in Verbindung mit der Einspritzung ergeben,
wobei insbesondere mit Beendigung der Einspritzung auftretende Spitzendrücke reduziert werden
können.
-
Insbesondere
ergibt sich durch die unmittelbar kraftstoffumschlossene Erstreckung
der Steuerstange in dem Aufnahmeraum auch eine Knickstabilisierung
der Steuerstange, so dass diese trotz ihrer ein Vielfaches ihrer
Dicke ausmachenden Länge
mit einem im Bereich um einen Millimeter liegenden Durchmesser ausgebildet
werden kann, bei einer führungsfreien
Länge beispielsweise
von 100 oder mehr Millimetern und einer Systemdrücken von 1500 bar und mehr
entsprechenden axialen Belastung.
-
Durch
die Erfindung wird somit auch ein Verfahren zur Verfügung gestellt,
durch umschließende Beaufschlagung
mit unter hohem Druck stehenden Fluiden, insbesondere Flüssigkeiten,
die Knicksteifigkeit dünner
Stangen zu erhöhen.
-
Der
Druck im Spaltraum kann im Rahmen der Erfindung in seinem Druckniveau
gegenüber dem
hochdruckseitig gegebenen Druckniveau durch eine zusätzliche
Verbindung des Spaltraumes zur Niederdruckseite abgesenkt werden,
so dass sich im Spaltraum ein mittleres Druckniveau einstellt.
-
Die
drosselnde Verbindung zwischen Spaltraum und Aufnahmeraum, und damit
zur Hochdruckseite, lässt
sich im Rahmen der Erfindung durch eine oder mehrere gesonderte
Drosselbohrungen erreichen, oder auch über eine gezielte Leckage längs der Führung des
jeweiligen Stangenteiles auslaufend auf den Spaltraum im Kopplungsstück. Damit
lässt sich auch über den
jeweiligen Drosselquerschnitt, sei es als Bohrungsquerschnitt oder
als Leckagespalt, sowie über
die Länge
der jeweiligen Drosselstrecke die Höhe des sich zwischen den Arbeitsakten
im Spaltraum aufbauenden Druckes beeinflussen. Ergänzt um eine
drosselnde Verbindung des Spaltraumes zur Niederdruckseite lässt sich
eine Begrenzung des Druckes im Spaltraum erreichen und es kann vermieden
werden, dass sich im Spaltraum ein Druck aufbaut, der in der Abstützung zum
Aktor eine Kraft zur Folge hat, durch die der Aktor aus seiner der
federbelasteten Schließlage
des Steuerventiles entsprechenden Konstruktionslage in Richtung
auf seine der Öffnungslage
des Steuerventiles entsprechende Absteuerlage abgedrängt wird,
so dass über
die Betätigung
des Aktors das Steuerventil nicht mehr geöffnet werden könnte.
-
Das
oder die in das Kopplungsstück
eingreifenden Stangenteile sind zweckmäßigerweise federnd auf ihre
den Spaltraum vergrößernde Lage
gegeneinander oder gegen das Kopplungsstück abgestützt, so dass konstruktiv eine
vorgegebene Stützlänge mit
einfachen Mitteln einstellbar ist und Abweichungen hiervon durch
die sich einstellende Länge der
Flüssigkeitssäule ausgeglichen
werden können.
-
Abweichend
von der geschilderten Lösung mit
im längsmittleren
Bereich zwischen Aktor und Steuerventil liegendem Kopplungsstück kann
das Kopplungsstück
auch durch die obere und/oder untere Ventilstangenführung gebildet
sein, wobei die untere Ventilstangenführung zweckmäßigerweise
angrenzend zu einer Zwischenplatte liegt, die im Übergang
vom Injektorgehäuse
zum Düsenkörper vorgesehen
ist, der die auf Einspritzöffnungen
auslaufende Düsennadel
aufnimmt und der über
eine Schraubverbindung, insbesondere über eine Überwurfmutter, zusammen mit
der dazwischen liegenden Zwischenplatte gegen das Injektorgehäuse verspannt
ist.
-
Die
untere Ventilstangenführung
begrenzt den Aufnahmeraum, ist radial zum Aufnahmeraum abgestützt und
nimmt schwimmend einen Sitzkörper des
Steuerventiles auf, dessen Sitzfläche über die Steuerstange abdichtend
beaufschlagbar ist.
-
Bei
von der Sitzfläche
abgehobener Steuerstange ist über
den Sitzkörper
ein Steuerraum mit der Niederdruckseite verbunden. Dieser Steuerraum liegt
rückseitig
zur Düsennadel
und ist gegen die Zwischenplatte über eine Steuerhülse abgegrenzt,
die zwischen der Zwischenplatte und der Düsennadel axial federnd eingespannt
ist, so dass die Düsennadel
in Richtung auf ihre Schließlage
zu den Einspritzöffnungen
belastet ist. Der Steuerraum weist eine gedrosselte Verbindung zur
Hochdruckseite auf, so dass die Düsennadel über den im Steuerraum aufgebauten
Druck in Richtung ihrer Schließlage
belastet ist und bei durch Öffnen
des Steuerventils geschalteter Verbindung des Steuerraums zur Niederdruckseite
druckabhängig
in ihre Öffnungslage
verstellbar ist.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung sieht
zweckmäßigerweise
einen Aufbau vor, bei dem in den Aufnahmeraum auch ein Mengenbegrenzungsventil
integriert ist. Zweckmäßigerweise
ist dieses Mengenbegrenzungsventil benachbart zur unteren Ventilstangenführung, also
im Zulaufbereich auf die Düsennadel
vorgesehen und liegt damit zwischen dem dem Ventilgehäuse zugeordneten
hochdruckseitigen Anschluss und dem Düsenteil des Injektors. Hierbei ergibt
sich ein besonders einfacher Aufbau, wenn das Mengenbegrenzungsventil
ein im Zulaufweg zum Düsenteil
liegendes Kolbenelement aufweist, das drosselnde Überströmquerschnitte
aufweist, und das in Richtung auf eine konstruktive Ausgangslage entgegen
der Durchströmungsrichtung
federbelastet ist. In dieser konstruktiven Ausgangslage liegt das
im Aufnahmeraum längsverschieblich
geführte
Kolbenelement bevorzugt gegen eine Gehäuseschulter an, bei Abstützung der
Feder gegenüberliegend
zum Kolbenelement auf der unteren Ventilstangenführung. Bei jedem Einspritzvorgang
wird das Kolbenelement in Richtung auf seine Sperrlage verschoben, und,
falls die Einspritzmenge nicht zu groß war, anschließend wieder
auf seine Ausgangslage zurückgestellt.
Erst bei zu großen
Einspritzmengen, aber ansonsten ordnungsgemäß arbeitendem Einspritzinjektor,
spricht das Mengenbegrenzungsventil an und es wird das Kolbenelement
in eine Sperrlage verschoben, die einen weiteren Kraftstoffzulauf
auf den die Düsennadel
umschließenden
Düsenraum
unterbindet. Ein Mengenbegrenzungsventil der gezeigten Ausgestaltung
spricht somit nicht an, wenn die darüber fließende Kraftstoffmenge bezogen
auf den drosselnden Überströmquerschnitt
des Mengenbegrenzungsventils zu klein ist, um dessen Kolbenelement zu
verschieben.
-
Weitere
Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen. Ferner wird
die Erfindung nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es
zeigen:
-
1 eine
Schnittdarstellung eines Hochdruck-Einspritzinjektors gemäß der Erfindung,
-
2 eine
vergrößerte Darstellung
eines Ausschnittes II in 1,
-
3 eine
weitere Ausgestaltung eines Injektors gemäß 1 in einer
entsprechenden Schnittdarstellung.
-
4 eine
Ausschnittsvergrößerung des
Bereiches IV in 3, wobei ergänzend der untere Teil eines
in 2 gezeigten Mengenbegrenzungsventiles dargestellt
ist, und
-
5 bis 7 Schemadarstellungen
zur Gestaltung der drosselnden Verbindung der Hochdruck- und/oder
Niederdruckseite zum Spaltraum.
-
Die
Darstellungen in den Figuren betreffen einen Einspritzinjektor 1 für Brennkraftmaschinen, über den
unter Hochdruck zugeführter
Kraftstoff (Pfeil 2) der Einspritzdüse 3 zugeführt wird,
die einen Düsenkörper 4 aufweist,
in dem in einer zentralen Bohrung 5 eine Düsennadel 6 axial
verschieblich geführt
ist, über
die der Kraftstoffzufluss zu den Einspritzöffnungen 7 gesteuert
wird. An den Düsenkörper 4 schließt axial,
diesen überdeckend,
eine Zwischenplatte 8 an, die im Übergang zum Gehäuse 9 des
Einspritzinjektors 1 liegt und die zwischen Düsenkörper 4 und
Gehäuse 9 über eine
Verschraubung, hier eine Überwurfmutter 10 eingespannt
ist, die den Düsenkörper 4 in
einer Schulter 11 untergreift und die gegen den gegen die
Zwischenplatte 8 auslaufenden, unteren Teil des Gehäuses 9 verschraubt
ist. An das axial gegenüberliegende,
obere Ende des Gehäuses 9 des
Einspritzinjektors 1 schließt ein Aktor 12 an,
der nur im Umriss angedeutet ist und, bezogen auf das Ausführungsbeispiel,
als Magnetsteller ausgebildet ist, der eine Ankerplatte 13 aufweist.
-
Die
Ankerplatte 13 liegt axial oberhalb einer als Schraubplatte 14 gestalteten
Abschlussplatte, welche gegen das Gehäuse 9 verschraubt
ist und über
die ein Abschlusspfropfen 15 für einen sich axial durch das
Gehäuse 9 erstreckenden
Aufnahmeraum 16 gegen das Gehäuse 9 dichtend verspannt
ist.
-
Der
Aufnahmeraum 16, der das Gehäuse 9 zentral durchsetzt,
läuft nach
unten auf die Zwischenplatte 8 aus, angrenzend zu der im
Aufnahmeraum 16 ein Steuerventil 17 vorgesehen
ist, über
das die Druckbeaufschlagung eines Steuerraumes 18 gesteuert
wird, der axial zwischen dem rückwärtigen Ende
der Düsennadel 6 und
der Zwischenplatte 8 liegt und der von einer Steuerhülse 19 umgrenzt
ist, die auf dem rückwärtigen,
hier also oberen Endbereich der Düsennadel 4 axial verschieblich
geführt
ist. Der rückwärtige, obere
Endbereich der Düsennadel 6 ist
anschließend
an die Druckschulter 20 der Düsennadel 6 als Schaftteil 21 gestaltet,
und die Steuerhülse 19 ist über eine
Druckfeder 22 in Richtung auf ihre Anlage an der Zwischenplatte 8 abgestützt. Über die Druckfeder 22 ist
die Düsennadel 6 in
Richtung auf ihre Schließlage
belastet, in der der Kraftstoffzufluss zu den Einspritzöffnungen 7 durch
die Düsennadel 6 versperrt
wird und die Düse
geschlossen ist. Die Zwischenplatte 8 und damit auch das
an diese angrenzende Steuerventil 17 liegen, bezogen auf
die axiale Erstreckung des Einspritzinjektors 1, nahe dessen unterem
Ende, und es ergibt sich somit zwischen dem Steuerventil 17 und
dem dessen Ansteuerung dienenden Aktor 12 ein im Wesentlichen
der Länge des
Gehäuses 9 entsprechender,
und damit auch großer
Abstand, der zur Betätigung
des Steuerventiles 17 über
eine sich zwi schen Steuerventil 17 und Aktor 12 erstreckende
Steuerstange 23 überbrückt wird.
-
Die
Steuerstange 23 ist, wie auch aus den Darstellungen erkennbar,
als stricknadelartig dünner Stab
ausgebildet, dessen Länge
einem Vielfachen seiner Dicke entspricht. Bezogen auf das Ausführungsbeispiel
liegt der Durchmesser der Steuerstange 23 in der Größenordnung
von einem Millimeter, bei einer Länge von 150 mm. Dieses Größenverhältnis spiegelt
wider, dass die Steuerstange 23 im Verhältnis zu ihrer Länge im Rahmen
der Erfindung bevorzugt extrem dünn
gewählt
ist, wenn auch der angegebene Beispielsbereich im Rahmen der Erfindung
in weiten Grenzen variieren kann.
-
Bezogen
auf das Ausführungsbeispiel
gemäß 1 bildet
der Aufnahmeraum 16 zumindest über einen Teil seiner Länge, insbesondere
in seinem oberen Längsbereich
einen Druckspeicher 24, der mit der Hochdruckseite – Pfeil 2 – zwar in
Verbindung steht, der aber nicht im Durchströmungsweg zwischen dem Hochdruckanschluss 27 und
dem Steuerventil 17 zur Düsennadel 6 liegt.
Der Strömungsweg zwischen
der Hochdruckzuführung
(Pfeil 2) und dem Steuerventil 17 bzw. der Düsennadel 6 führt im unteren
Bereich des Gehäuses 9 über den
unteren Teil 25 des insgesamt sich über die Länge des Gehäuses 9 erstreckenden
Aufnahmeraumes 16, wobei im Ausführungsbeispiel im Übergangsbereich
zwischen unterem Teil 25 des Aufnahmeraumes 16 und
dessen oberen, durch den Druckspeicher 24 gebildeten Teil der
hochdruckseitige Anschluss 27 liegt, und in dessen Ausmündungsbereich
auf den Aufnahmeraum 16 ein Kopplungsstück 26.
-
Das
Kopplungsstück 26 ist
in 1 und 2 als im Aufnahmeraum 16 liegende
Hülse gestaltet,
die über
das Gehäuse 9 geführt oder
auch frei liegend zum Gehäuse 9 angeordnet
ist und die eine zentrale Durchgangsbohrung 28 aufweist.
In dieser Durchgangsbohrung 28 liegen die einander gegenüberliegenden
Endbereiche eines oberen Steuerstangenteiles 29 und eines
unteren Steuerstangenteiles 30 der Steuerstange 23 und
grenzen innerhalb der Durchgangsbohrung 28 des Kopplungsstückes 26 mit
ihren Stirnseiten einen Spaltraum 31 ab, der zum Aufnahmeraum 16,
oder auch in anderer Weise zur Hochdruckseite, eine gedrosselte
Verbindung aufweist. Im Ausführungsbeispiel
gemäß 1 und 2 ist
diese Verbindung durch die leckagebehaftete Führung der Enden der Steuerstangenteile 29, 30 in
der Durchgangsbohrung 28 gebildet, kann aber auch durch
eine gesonderte, nicht dargestellte Drosselbohrung gebildet sein.
Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, bei axial verschieblichem
Kopplungsstück 26,
eines der Steuerstangenteile 29, 30 axial fest
zum Kopplungsstück 26 anzuordnen,
und lediglich das andere verschieblich gegenüber dem Kopplungsstück 26,
so dass über
die Länge
der Führung des
verschieblich geführten
Steuerstangenteiles auch der Grad der Leckage und die Höhe des im Spaltraum 31 sich
aufbauenden Druckes beeinflusst werden kann.
-
Bezogen
auf die gezeigte Darstellung ist das Kopplungsstück 26 zum Gehäuse 9 lagefest
angeordnet und es sind die Steuerstangenteile 29, 30 in zueinander
entgegengesetzten Richtungen über
Federn 32, 33 abgestützt, so dass über die
federnde Abdrängung
der Steuerstangenteile 29, 30 die Steuerstangenteile 29, 30 in
einer axialen Abstandslage zueinander liegen, die, aufgrund der
Verbindung zum Aufnahmeraum 16 oder in anderer Weise zur
Hochdruckseite, den Aufbau einer Drucksäule gewährleistet. Dadurch stellt sich
die Steuerstange 23 insgesamt als axial mehrteiliges Element
dar, welches durch die Stangenteile 29, 30 und
die im Bereich des Spaltraumes 31 aufgebaute Drucksäule gebildet
ist. Dadurch wird eine selbsttätige
Anpassung der Stelllänge
der Steuerstange 23 an den sich durch Toleranzen, montagebedingt
und/oder durch Spannungen, insbesondere thermische Spannungen ergebenden
Abstand zwischen Steuerventil 17 und Aktor 12 erreicht.
-
Das
Ausführungsbeispiel
gemäß 1 und 2 zeigt
des Weiteren die Anordnung eines Mengenbegrenzungsventiles 34 integriert
in den Einspritzinjektor 1 im unteren Teil 25 des
Aufnahmeraumes 16. Das Mengenbegrenzungsventil 34 weist
einen grundsätzlich
bekannten Aufbau mit einem Sperrkolben 35 auf, der längsverschieblich
im Aufnahmeraum 16 geführt
ist und der auf eine den Durchfluss freigebende obere Anschlaglage über eine
Feder 36 abgestützt
ist, die axial zum Gehäuse 9,
zur Zwischenplatte 8 oder, wie gezeigt, zu einer unteren
Steuerstangenführung 37 abgestützt ist.
Die Steuerstangenführung 37 ist
ihrerseits gegen die Zwischenplatte 8 abgestützt und
radial im Aufnahmeraum 16 geführt. Der Sperrkolben 35 ist
in der den Durchfluss freigebenden Lage des Mengenbegrenzungsventils 34 über die
Feder 36 gegen eine Gehäuseschulter 38 abgestützt und
weist gedrosselte Überströmwege in Durchströmrichtung
auf den Düsenteil 3 auf.
Wird eine vorbestimmte Einspritzmenge überschritten, so erfolgt keine
oder keine vollständige
Rückstellung des
Sperrkolbens 35 auf seine Ausgangslage und es wird der
Sperrkolben 35 entgegen der Kraft der Feder 36 in
Richtung auf die unteres Steuerstangenführung 37 verschoben.
Der Sperrkolben 35 erreicht so letztlich eine Sperrstellung
zur unteren Steuerstangenführung 37,
wobei in dieser Sperrstellung der Sperrkolben 35 auf der
oder zur Steuerstangenführung 37 dichtend
abgestützt
ist.
-
Die
Abstützlage
ist im Ausführungsbeispiel gemäß 1 und 2 durch
gegeneinander gerichtete, zapfenartige Vorsprünge 39, 40 am
Sperrkolben 35 und an der unteren Steuerstangenführung 37 vorgegeben,
wobei die zapfenartigen Vorsprünge 39 und 40 umschließend zur
durchlaufenden Steuerstange 23 zentral lie gen und axial
gegeneinander gerichtet sind. In der Sperrstellung des Mengenbegrenzungsventils 34 bilden
somit einerseits die aufeinander liegenden Vorsprünge 39, 40 eine
die Steuerstange 23 umgrenzende Dichtfläche, und es liegt zum anderen
der Sperrkolben 35 mit seinem Kolbenschaft in axialer und
radialer Überdeckung
zu längs
der unteren Steuerstangenführung 37 vorgesehenen,
beispielsweise durch Längsnuten
gebildeten Überströmkanälen 41.
Diese Überströmkanäle 41 münden im
Ausführungsbeispiel
auf einen Ringkanal 42 in der Zwischenplatte 8,
der über
eine Versorgungsbohrung 43 und einen weiteren Ringkanal 44 mit
dem im Schaftbereich der Düsennadel 5 liegenden
Druckraum 45 in Verbindung steht, in dem auch die Druckschulter 20 der
Düsennadel 6 liegt.
-
Das
Steuerventil 17 weist im Ausführungsbeispiel einen in einer
stirnseitigen, zur Zwischenplatte 8 offenen Ausnehmung 46 der
Steuerstangenführung 37 liegenden
Sitzkörper 47 auf,
der gegen die Zwischenplatte 8 mit einer Abflussbohrung 49 überdeckend
zu einem Verbindungskanal 48 anliegt. Über den Verbindungskanal 48 in
der Zwischenplatte 8 ist die Abflussbohrung 49 an
den Steuerraum 18 angeschlossen. Die Abflussbohrung 49 läuft zum Verbindungskanal 48 gegenüberliegend
in einer Sitzfläche
für die
Steuerstange 23 aus, und bei von der Sitzfläche abgehobener
Steuerstange 23 steht die Abflussbohrung 49 über Verbindungskanäle 50 in
der Zwischenplatte 8 mit einem Anschlusskanal 51 zur Niederdruckseite
in Verbindung. Die Abflussbohrung 49 ist selbst als Drosselbohrung
ausgeführt,
oder es ist der Zulauf zur Abflussbohrung 49 gedrosselt
ausgebildet. Der Steuerraum 18 steht über eine gedrosselte Verbindung 52,
wie in 4 angedeutet, mit der Hochdruckseite, hier dem
Druckraum 45, in Verbindung.
-
Ist
das Steuerventil 17 in Schließstellung, also die Abflussbohrung 49 über die
Steuerstange 23 abgesperrt, so ist die Düsennadel 6 sowohl über die Druckfeder 22 wie
auch über
den im Steuerraum 18 anstehenden Druck in Richtung auf
ihre Schließlage belastet.
Es kann somit kein Einspritzvorgang stattfinden. Die Steuerstange 23 ist
dabei zwischen dem Sitzkörper 47,
an dem sie dichtend anliegt, und dem Aktor 12 eingespannt,
und zwar insbesondere aufgrund der im Spaltraum 31 aufgebauten
Drucksäule, durch
die die Stangenteile 29 und 30 gegeneinander abgestützt sowie
gegen ihre jeweiligen Anlagestellungen am Aktor 12 und
am Sitzkörper 47 angelegt sind.
-
Wird
der Aktor 12 zur Einleitung eines Einspritzvorganges angesteuert,
so wird die Ankerplatte 13 gegen Federkraft angehoben und
das obere Stangenteil 29 kann in Richtung auf den Aktor 12 ausweichen.
Damit ergibt sich ein Druckabfall im Spaltraum 31 und es
kann der untere Steuerstangenteil 30 über den durch die Verbindung
zum Steuerraum 18 in der Abflussbohrung 49 anstehenden
Druck aus seiner die Abflussbohrung 49 abdichtenden Lage
angehoben werden. Damit ergibt sich über Querkanäle 53 zum Sitzkörper 47 und
Längskanäle 54 zwischen dem
Sitzkörper 47 und
der unteren Steuerstangenführung 37 eine
Verbindung zu den Verbindungskanälen 50 und über diese
zur Niederdruckseite (Pfeil 56).
-
Wird
der Aktor 12 zur Beendigung des jeweiligen Einspritzvorganges
abgesteuert, so fällt
die in Richtung auf ihre Stützlage
zur Steuerstange 23 federbelastete Ankerplatte 13 ab
und beaufschlagt die Steuerstange 23 in Richtung auf ihre
Schließlage
zur Abflussbohrung 49, da aufgrund der drosselnden Verbindung
zwischen dem Spaltraum 31 und der Hochdruckseite im Spaltraum
wiederum eine tragende Flüssigkeitssäule aufgebaut
ist.
-
1 lässt deutlich
werden, dass sich durch die axial hintereinander liegende Anordnung
von Druckspeicher 24, Mengen begrenzungsventil 34 und gegebenenfalls
dazwischen liegendem Kupplungsstück 26 eine
sehr kompakte und auch baulich sehr gut beherrschbare Anordnung
ergibt, zumal die Steuerstange 23 aufgrund ihrer schlanken
Ausbildung und ihrer nicht ummantelten freien Lage innerhalb des
Aufnahmeraumes 16, der zumindest teilweise als reiner Druckspeicher 24 dient,
einen minimalen Platzbedarf hat, so dass sich auch große und wirksame
Druckspeicherräume
verwirklichen lassen.
-
Ist,
wie in 1 und 2 dargestellt, das Kopplungsstück 26 im Übergang
zwischen Druckspeicher 24 und Mengenbegrenzungsventil 34 angeordnet,
so ist es zweckmäßig, wenn
der hochdruckseitige Anschluss 27 im Bereich des Kopplungsstückes 26 auf
den Aufnahmeraum 16 mündet
und diesen aufteilt, bei über
dem Kopplungsstück 26 zugeordneten
Kanalverbindungen 57, 58 in Richtung auf den Druckspeicher 24 und
in Richtung auf das Mengenbegrenzungsventil 34.
-
Eine
solche Ausgestaltung begünstigt,
unabhängig
von den Betriebszuständen
Einspritzung oder Nichteinspritzung, die Aufrechterhaltung eines
weitgehend gleichen, hohen Druckniveaus im Druckspeicher 24 und
damit bei großer
führungsfreier
Länge der
Steuerstange 23 auch deren Ausbildung mit einem minimierten
Querschnitt dadurch, dass die rechnerische Knicklast einer dünnen, einen
Druckspeicher 24 durchsetzenden Steuerstange 23 bezogen auf
die Stangenlänge
zwischen deren den Speicher axial durchsetzenden Dichtführungen
mit steigendem Druck zunimmt, somit die Steuerstange auf eine Knicklast
ausgelegt werden kann, die der rechnerischen Knicklast plus einer
zusätzlichen
Knicklast entspricht, welche sich als Produkt des Druckes im Druckspeicher
und der Querschnittsfläche
der Steuerstange in deren axialen Dichtführungen zum Aufnahmeraum 16 ergibt.
Durch die Erfindung wird somit auch ein Verfahren zur Verfügung gestellt,
bei Einsatz von druckkraftbeaufschlagten dünnen Stäben, wie Steuerstangen 23 der
vorstehend angesprochenen Art, diese im Hinblick auf ihre Abmessungen
zu minimieren, dadurch, dass das Produkt aus dem umschließend zum
Stab in einem Druckspeicher gegebenen Druck und der Querschnittsfläche des
Stabes in dessen Austrittsfläche
zum Druckspeicher als Zuschlaggröße zur rechnerischen
Knicklast berücksichtigt
wird. Es wird also ein Verfahren zur Anhebung der Knickfestigkeit
dünner
Stäbe aufgezeigt.
-
Auch
wenn die Ausgestaltung eines Einspritzinjektors 1 gemäß 1 und 2 eine
erfindungsgemäß besonders
vorteilhafte Lösung
darstellt, lässt sich
die Erfindung auch in einer Ausgestaltung gemäß 3 realisieren,
bei der – ein
Mengenbegrenzungsventil ist hier nicht vorgesehen, kann aber erfindungsgemäß ebenfalls
vorgesehen sein – das
Kopplungsstück
durch eine der Steuerstangenführungen, insbesondere,
wie gezeigt, durch die untere Steuerstangenführung 45 gebildet
ist. Dadurch entfällt
die Quasiaufteilung des Aufnahmeraums 16, der sich im Wesentlichen
als zentrale Durchgangsbohrung darstellt, sowie auch eine mögliche Führung der
Steuerstange 17 über
das Kopplungsstück 26 im
längsmittleren
Bereich zwischen Aktor 12 und Steuerventil 17. Eine
solche abgemagerte Lösung,
die im übrigen Aufbau
der anhand der 1 und 2 geschilderten
entspricht, stellt sich als weitere Vereinfachung der erfindungsgemäßen Lösung dar
und sie veranschaulicht zugleich, dass bei Anordnung eines Kopplungsstückes 26 gemäß 1 und 2 dieses auch
schwimmend im Aufnahmeraum 16 vorgesehen sein kann, bei
entsprechender axialer Abstützung
gegen die Steuerstangenteile 29 und 30.
-
Des
Weiteren ist in 3 auch, ergänzend zu 1,
eine weitere Anordnungsmöglichkeit
für die die
Ankerplatte 13 abstützende
Druckfeder 59 als Bestandteil des Aktors 12 veranschaulicht.
-
4 verdeutlicht,
dass bei Teilung der Steuerstange 23 im Bereich der unteren
Steuerstangenführung 37 der
obere Steuerstangenteil 29 um ein Vielfaches länger ist
als der untere Steuerstangenteil 30, bei Lage des Spaltraumes 31 zwischen
diesen Stangenteilen. Entsprechend der Anordnung des Spaltraumes 31 im
Erstreckungsbereich der unteren Steuerstangenführung 37 und der Nutzung
dieser Steuerstangenführung 37 als
Kopplungsstück
mit Leckageverbindung zum Aufnahmeraum 16 lediglich über den
in die Steuerstangenführung 37 eintauchenden
Abschnitt des oberen Steuerstangenteiles 29 lässt sich
bei dieser Lösung
die Leckage zwischen dem Spaltraum 31 und dem Aufnahmeraum 16 und die
Höhe des
sich im Spaltraum 31 aufbauenden Druckes durch die Festlegung
unterschiedlicher Führungslängen und
Führungsspiele
zwischen oberem Stangenteil 29 und unterer Steuerstangenführung 37 als
Kopplungsstück
bestimmen, in Berücksichtigung der
entsprechenden Radialtoleranzen in der Führung der Steuerstange 23 in
der unteren Steuerstangenführung 37.
-
In
Ergänzung
der 1 und 2 zeigt 4, bezogen
auf die insoweit den 1 und 2 entsprechende,
um den unteren Teil des Mengenbegrenzungsventiles ergänzte Darstellung
der 3, die hochdruckseitige Verbindung 52 des
Steuerraumes 18 über
Anschlusskanäle 60 mit
dazwischen liegender Drossel 61 an den Druckraum 45. Weiter
ist aus 4 ersichtlich, dass die Erfindung insbesondere
in der Ausgestaltung gemäß 4 in vorteilhafter
Weise einen Aufbau der Steuerstange 23 aus über ihre
Länge unterschiedlichen
Materialien erlaubt. Hierzu kann der kurze untere Steuerstangenteil 30 in
der Ausgestaltung gemäß 4 insgesamt aus
einem in Bezug auf die Abdichtung zur Abflussbohrung 49 besonders
geeigneten hochfesten Material bestehen.
-
Da
sich ansonsten die Ausführungsbeispiele weitgehend
entsprechen, finden gleiche Bezugszeichen Verwendung und es wird
bezüglich
der Ausgestaltung gemäß 3 und 4 auf
die Beschreibung zu den 1 und 2 verwiesen.
-
Ungeachtet
der Verwendung dünner
Steuerstangen kann aufgrund der Knickstabilisierung, die für die Steuerstange
durch die Druckbeaufschlagung im Aufnahmeraum gegeben ist, die Übertragung
großer,
dem Druckaufbau im Spaltraum entsprechender Stellkräfte gewährleistet
werden. Durch die Querschnittsbemessung der die Fluidsäule im Spaltraum begrenzenden
Steuerstangenteile kann zudem die druckbezogen auf die Steuerstangenteile
ausgeübte Stützkraft
beschränkt
werden. Bezogen auf ein gegebenes Druckniveau im Spaltraum kann
somit über
die Querschnittsbemessung der Steuerstangenteile im Kopplungsstück eine
Kraftanpassung an die Federkraft des Aktors erfolgen, so dass die
Feder nicht überdrückt werden
kann.
-
Die 5 bis 7 zeigen
stark schematisiert und in isolierter Darstellung einen Aufbau,
bei dem eine Steuerstange 70 ein Kopplungsstück 71 in einer
Axialbohrung 72 durchsetzt und bei dem die Steuerstange 70 zwei
Steuerstangenteile 73 und 74 aufweist, von denen
das Steuerstangenteil 73, bezogen auf die vorauf geschilderten
Ausgestaltungsbeispiele, ein oberes, aktorseitiges Steuerstangenteil bildet
und das Steuerstangenteil 74 ein unteres. Die Steuerstangenteile 73 und 74 sind
in der Axialbohrung 72 längsverschieblich geführt und
begrenzen axial mit ihren einander benachbarten Stirnseiten innerhalb
der Axialbohrung 72 einen vom Kopplungsstück 71 radial
umschlossenen Spaltraum 75.
-
Das
Kopplungsstück 71 ist
dargestellt als innerhalb eines Aufnahmeraumes 76 liegend,
der von der Steuerstange 70 durchsetzt ist, so dass die
Steuerstangenteile 73, 74, in den Aus gestaltungen
gemäß 5 und 6 ausgehend
vom Spaltraum 75 in der Axialbohrung 72 verlaufend,
auf einander gegenüberliegende
Bereiche des Aufnahmeraumes 76 auslaufen, die bezogen auf
die Darstellungen gemäß 5 und 6 jeweils,
wie durch die +-Zeichen gezeigt, auf Hochdruckniveau liegen.
-
Die
Steuerstangenteile 73 und 74 begrenzen in der
Axialbohrung 72 gegenüber
dem Kopplungsstück 71 jeweils
Leckagespalte 77, 78, so dass sich im Spaltraum 75,
aus dem Aufnahmeraum 76 über die Leckagespalte 77 und 78 versorgt,
ein dem Aufnahmeraum 76 entsprechender Druck aufbaut, und im
Spaltraum 75 eine Drucksäule gegeben ist, über die,
bei entsprechender axialer Belastung, die Steuerstangenteile 73, 74 gegeneinander
abgestützt
sind, also entsprechende axiale Stützkräfte übertragen können.
-
Aufgrund
der Druckversorgung über
die Leckagespalte 77, 78 werden die Steuerstangenteile 73, 74 unter
Vergrößerung des
Spaltraumes 75 voneinander abgedrängt, wenn keine entsprechenden Gegenkräfte vorhanden
sind, bzw. wenn – zum
Beispiel aufgrund einer federnden Abstützung – aufgrund des im Spaltraum 75 aufgebauten
Druckes sich Stellkräfte
ergeben, die größer als
diese Gegenkräfte
sind.
-
Um
bei entsprechend nachgiebiger Abstützung eines der Steuerstangenteile,
also beispielsweise des Steuerstangenteiles 77 gegen die
Feder eines Aktors, ein Überdrücken der
Feder zu vermeiden, muss entweder der Druck im Spaltraum 75 entsprechend
begrenzt werden, oder die den Spaltraum begrenzende Querschnittsfläche des
jeweiligen Steuerstangenteiles so bemessen werden, dass bezogen auf
einen vorgegebenen Grenzdruck eine vorgegebene, der Federkraft entsprechende
Grenzkraft nicht überschritten
wird.
-
Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 5 mit Verbindung
des Spaltraumes 75 über
die Leckagespalte 77, 78 lediglich zum Aufnahmeraum 76 ist bezogen
auf einen gegebenen Druck im Aufnahmeraum 76 eine entsprechende
Stellkraftbegrenzung lediglich über
die Querschnittsfläche
des oder der Stangenteile 73, 74 erreichbar.
-
Beim
Ausführungsbeispiel
gemäß 6 ist der
Spaltraum 75 über
eine drosselnde Verbindung 79 zusätzlich an einen Niederdruckraum 80 angeschlossen,
dessen Druckniveau – als
Niederdruckniveau – unterhalb
des im Aufnahmeraum 76 gegebenen Hochdruckniveaus (durch
+ gekennzeichnet), liegt und durch – gekennzeichnet ist. Die drosselnde Verbindung 79 ist
schematisch dargestellt als eine Bohrung 81 im Steuerstangenteil 74,
kann aber auch in anderer Weise realisiert werden, beispielsweise durch
eine auf den Spaltraum 75 ausmündende, das Kopplungsstück 71 durchsetzende
und auf den Niederdruckraum 80 mündende Bohrung.
-
Durch
die Verbindung zum Niederdruckraum 80 bildet sich in Verbindung
mit den analog zur Ausgestaltung gemäß 5 gegebenen
Verbindungen zum hochdruckseitigen Aufnahmeraum 76 über die Leckagespalte 77 und 78 im
Spaltraum 75 ein mittleres Druckniveau aus, das gegebenenfalls
in Verbindung mit entsprechenden Querschnittsbemessungen für die Steuerstangenteile 73, 74 die
Festlegung einer gewünschten
maximalen Stellkraft, bezogen auf dieses mittlere Druckniveau, ermöglicht.
-
7 zeigt
eine Variante, bei der das Kopplungsstück 71 axial begrenzend
zu einem Aufnahmeraum 76 im Übergang auf einen Niederdruckraum 80 liegt,
und zwar derart, dass die Steuerstange 70 aus dem Kopplungsstück 71 einenends
auf den unter Hochdruck stehenden Aufnahmeraum 76 und anderenends
auf den Niederdruckraum 80 ausläuft. Die Steuerstangenteile 73 und 74 bilden
somit eine Abgrenzung des zwischen ihren einander gegenüberliegenden
Stirnseiten eingeschlossenen Spaltraumes 75 einerseits
gegen Hochdruck, andererseits gegen Niederdruck, so dass sich über die
Leckagespalte 77 und 78 im Spaltraum 75 ein
zwischen dem hochdruckseitig und dem niederdruckseitig anstehenden Druck
liegender, mittlerer Druck einstellt. In der Größenordnung ist dieser mittlere
Druck durch die Bemessung der Leckagespalte 77 und 78 sowie
auch deren axiale Länge
zu beeinflussen, und damit auch die Größe der auf die Stangenteile 72 und 74 in
Abhängigkeit
vom Druck im Spaltraum 75 wirkenden Stützkräfte. Diese können, wie
schon vorstehend geschildert, auch noch durch die Querschnittsbemessung
der Stangenteile 73, 74 ausmündend auf den Spaltraum 75 beeinflusst
werden.
-
Grundsätzlich sind
die anhand der 5 und 6 veranschaulichten
Ausgestaltungen nicht daran gebunden, dass beide Steuerstangenteile 73, 74 zum
Kopplungsstück 71 längsverschieblich
sind. Vielmehr kann bei entsprechender Längsverschieblichkeit des Kopplungsstückes 71 dieses
auch mit einem der jeweils hochdruckseitig aus dem Kopplungsstück 71 austretenden
Steuerstangenteile, so beispielsweise dem Steuerstangenteil 74 lagefest
verbunden sein und beispielsweise ein Teil des Kopplungsstückes 71 bilden,
so dass ein Leckagespalt 77 zur Hochdruckseite lediglich
längs des
Stangenteiles 73 gegeben ist. Auch bei einer solchen Lösung kann in
Analogie zur Gestaltung gemäß 5 die
bezogen auf ein vorgegebenes Druckniveau im Spaltraum 75 sich
ergebende Stellkraft durch die Querschnittsbemessung beeinflusst
werden. Bei der Ausgestaltung gemäß 6 besteht
die zusätzliche
Einflussmöglichkeit
der Veränderung
des sich im Spaltraum 75 aufbauenden Druckes darin, dass
entsprechend 6 eine Verbindung des Spaltraumes 75 zum
Niederdruckraum 80 über
eine drosselnde Bohrungsverbindung 79 in dem gedachterweise
zum Kopplungsstück 71 lagefesten
Steuerstangenteil 74 erfolgen kann. Bei einer solchen Lösung kann
bevorzugt die Verbindung zum Niederdruckraum 80 auch unmittelbar über eine
das Kopplungsstück 71 durchsetzende Bohrung
erfolgen.
-
Im
Rahmen der Erfindung liegt es auch, die Steuerstange mehrfach zu
unterteilen, so dass sich mehrere Trennstellen ergeben. Bei einer
solchen Ausgestaltung, die z. B. unter Fertigungs- und/oder Montagegesichtspunkten
zweckmäßig sein
kann, bildet sich an der Trennstelle, ein entsprechend umschließendes Kopplungsstück vorausgesetzt,
ein den richtigen Abstand einstellender Spaltraum aus, in der sich
die größte Stützkraft
ausbildet. In den anderen Trennstellen stehen die Stangenteile auf
Stoß zueinander,
es ist also keine übertragende,
die Stützlänge einstellende
Flüssigkeitssäule zwischen
den einander zugewandten Stirnseiten der Stangenteile vorhanden.